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一种已有原岩结构面的厚度可调节软弱夹层制作方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-07 17:22:25

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 江苏天沃 | 2022-11-07 17:22:25

一种已有原岩结构面的厚度可调节软弱夹层的制作方法,包括以下步骤:(1)野外取样;(2)底板放置;(3)四块伸缩板的安装;(4)原岩结构面下盘试样放置;(5)软弱夹层厚度的确定;(6)四块伸缩板中伸缩板滑块的固定;(7)记录下盘结构面上表面在伸缩板中伸缩板滑块的刻度位置;(8)填筑软弱夹层材料;(8)记录填筑后软弱夹层上表面的刻度位置;(10)判断填筑软弱夹层厚度是否和现场厚度一致,步骤(9)中和步骤(7)的刻度差即为填筑的软弱夹层的厚度。本发明能解决已有原岩结构面的软弱夹层制作及铺设困难、软弱夹层厚度难以调节的问题,且在直剪试验过程中能够控制软弱夹层是否挤出的试验条件。

结构面对工程中岩体稳定性有着控制性的影响,尤其是含有软弱夹层的软弱结构面。软弱结构面是岩体中具有一定厚度的软弱带,与相邻两侧的岩体相比具有高压缩、低强度等特征,其通常控制着岩体的变形及稳定性。在实际的工程项目中,往往是由于软弱夹层的存在导致事故频发,造成了严重的生命财产损失,因此,通过直剪试验获得含软弱夹层结构面力学特性研究就显得尤为重要。为了能够满足含有软弱夹层的已有原岩结构面室内直剪试验的要求,本发明提供了一种已有原岩结构面的厚度可调节软弱夹层制作方法,能解决已有原岩结构面的软弱夹层制作及铺设困难、软弱夹层厚度难以调节的问题,且在直剪试验过程中能够控制软弱夹层是否挤出的试验条件。

获取含软弱夹层的岩体结构面试样通常有野外现场取样和室内制作两种手段。室内制作虽然比野外现场取样更加安全、便捷,且可进行重复试验,但是在特殊情况下,由于材料、结构面形态过于复杂及制样困难等问题,无法制作出与原岩结构面的材料、结构面形态等相一致的模型结构面,因此,在此种情况下,结构面常采取现场取样的办法处理。但是针对含有软弱夹层的原岩结构面而言,野外现场获取含有软弱夹层的原岩结构面试样时存在如下不足:1)软弱夹层易扰动,难以获得与现场所处状态相一致的含有软弱夹层的原岩体结构面试样;2)现场难以获取与含软弱夹层的原岩结构面性质近似一致的多组试样,无法通过多组试样的直剪试验获得结构面力学指标;3)现场取样存在难度大、费用高、取样周期长、风险高等不足。因此,在原岩结构面的基础上结合室内制作软弱夹层成为获取含软弱夹层的原岩结构面试样的重要方法。

目前,对于已有的原岩结构面试样中软弱夹层的制作大多都是在原岩结构面上直接进行制作和铺设,不但难以形成和现场软弱夹层厚度和物理力学性质近似一致的软弱夹层,而且在直剪试验测试过程中,难以控制竖向压缩过程中的软弱夹层挤出问题,导致试验结果不理想。

罗战友,男,1974年12月出生。博士后、二级教授、硕士生导师。享受国务院政府特殊津贴,入选教育部新世纪优秀人才支持计划,浙江省中青年突出贡献专家,浙江省新世纪151人才重点层次和第一层次,浙江省高校中青年学科带头人,浙江省优秀博士后,浙江省首届“十佳”青年教师。国家自然科学基金评委,浙江省岩土力学与工程学会副理事长兼秘书长。省级土木工程一流学科及硕士学位点的负责人。主要从事隧道工程、城市地铁及地下空间开发技术、岩土工程等方面的教学科研等工作。主持和承担纵向科研项目20余项,其中:国家重大仪器专项1项、国家自然科学基金4项,中国博士后基金1项,省部级基金6项。在国内外学术期刊上发表论文100余篇,授权发明专利60余项。获国家科技发明奖二等奖1项,省部级奖励15项。

本发明的有益效果主要表现在:

(1)能够针对不同的原岩结构面选择所需要的结构面形态来完成软弱夹层的制作;

(2)软弱夹层的制作与直剪试验测试过程均可在该配套装置中完成,实现软弱夹层制作与直剪测试一体化;

(3)能够根据现场实测软弱夹层的厚度来实现不同软弱夹层厚度的制作及相应的直剪测试;

(4)本发明可控制在竖向加载过程中软弱夹层侧限约束条件,在剪切过程中可实现自由剪切。

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